【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及除草试验，特别是涉及一种智能激光除草机器人试验台与试验方法。
技术介绍
1、农业领域的除草作业是一项复杂而精细的任务，其复杂性不仅体现在需要精确区分作物与杂草，避免误伤农作物，还在于对不同生长阶段、杂草种类的适应性要求。传统的人工或化学除草方法往往效率低下，且化学药剂的使用可能带来环境污染和生态平衡破坏的问题。为应对这些挑战，视觉激光除草技术应运而生，它利用先进的图像识别算法和高精度激光系统，能够在田间实时识别并精准清除杂草，不仅大大提升了除草效率，减少了人工成本，还有效避免了化学农药的过度使用，实现了农业生产的智能化与可持续发展。
2、现有技术中，专利cn116250523a公开了一种基于视觉的激光除草装置，实际出厂之前，需要对激光除草的参数进行调试，并查看除草效果，当前对机具进行调试，需要将激光除草机开到田间进行作业，这种情况不容易改变测试的作物的类型、株距、光照条件等参数以及杂草分布的状况，不容易开展杂草视觉识别、激光器控制算法调试、激光器参数对除草效果影响的试验研究，受到外界的干扰多，不容易得到准确的试验结果，且费时费力。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种能够方便进行除草试验的智能激光除草机器人试验台与试验方法，旨在便于调试杂草视觉识别、激光器控制算法，研究激光器参数对除草效果的影响，开展不同类型杂草、杂草分布、不同光照条件等工况下除草系统适应性研究。
2、技术方案：为实现上述目的，本专利
3、还包括循环输送装置，所述循环输送装置包括循环输送链以及沿着所述循环输送链布局的夹持机构；
4、所述夹持机构包括左右横置的条形座，所述条形座上安装有分散布局的多个弹性夹持单元；所述夹持单元包括夹块与弹簧；所述夹块能够相对于所述条形座平移，所述弹簧使所述夹块具有靠近所述条形座的运动趋势。
5、进一步地，所述条形座的截面为l形，其具有底板部与立板部，底板部的两端固定在循环输送链上；所述夹持单元还包括l形座，组成所述l形座的一个板体相对于所述底板部固定安装，另一个板体为与所述立板部平行的立板体；所述立板体上滑动安装有连接所述夹块的导滑柱，所述弹簧串套在所述导滑柱上。
6、进一步地，所述导滑柱的数量为多个，所述夹持单元还包括相对于所述导滑柱的端部固定的拨片，所述拨片具有高出于所述立板体的部分。
7、上述夹持单元可以夹持样本，样本包含植株以及杂草，还包括用于保持植株与杂草的竖立状态的保持介质，保持介质可以是土壤等，此外，还可以包括容器，如苗钵、苗盘等。上述夹持单元可以单独使用，也可以组合使用。当夹持单元单独使用时，每个夹持单元单独夹持一份样本，该情形适用于对植株较为分散的情形进行除草，可以测试对植株周围进行激光除草的效果。当夹持单元组合使用时，可以多个夹持单元联合夹持同一个大的样本，大的样本可以包含塑料苗盘等容器，如此，单个夹持机构的所有夹持单元可以联合夹持同一个样本，多个夹持机构的所有夹持单元也可以联合夹持同一个样本，该方式可以有效测试植株种植密集状态下的除草效果。
8、进一步地，所述激光除草装置包括相连接的二氧化碳激光管与co2高速扫描二维振镜，还包括对所述二氧化碳激光管进行冷却的冷却水箱。所述二氧化碳激光管内具有水循环通道，冷却水箱内的水能够进入水循环通道并流回冷却水箱，实现对二氧化碳激光管的水冷。二氧化碳激光管产生的激光经由co2高速扫描二维振镜反射后对夹持机构夹持的样本进行除草作业，co2高速扫描二维振镜能够受控运转改变反射角度，以实现对目标位置进行除草作业。
9、进一步地，所述二氧化碳激光管以及所述co2高速扫描二维振镜的数量均为2个；两个所述二氧化碳激光管相互平行布局，且两者的延伸方向均顺着所述夹持机构的运动方向，冷却水箱能够同时为两个二氧化碳激光管供应冷却水。通过布局两组二氧化碳激光管与co2高速扫描二维振镜，能够有效提升除草的幅宽与除草效率。
10、进一步地，所述台座的顶部具有纵向梁，所述纵向梁上安装有对所述二氧化碳激光管以及所述co2高速扫描二维振镜进行对心的对心机构；所述对心机构包括连接在所述二氧化碳激光管与所述co2高速扫描二维振镜之间的连接管，还包括连接所述二氧化碳激光管与所述纵向梁的调节支架，调节支架能够对二氧化碳激光管的高度进行调节。
11、此外，对心机构还包括连接二氧化碳激光管与纵向梁的固定座，以及置于连接管与二氧化碳激光管之间的连接座，连接管的两端分别具有连接co2高速扫描二维振镜以及连接座的连接板。
12、调节支架包括底座、升降架以及固定架；升降架能够相对于底座升降，升降架上具有螺杆部，底座上转动安装有拨轮，所述拨轮与螺杆部两者呈螺旋副配合，且底座上安装有能够将升降架锁紧的第一螺钉。此外，所述固定架安装在升降架上方，两者对二氧化碳激光管进行环抱固定。所述固定架上具有波浪形部；固定架的顶部安装有能够相对其升降滑动的压紧块以及对压紧块施加下压作用力的第二螺钉，第二螺钉与固定架之间为螺旋副配合，通过转动第二螺钉能够使压紧块下降对二氧化碳激光管进行压紧，结合波浪形部具有弹性，可以实现对二氧化碳激光管的有效压紧，并防止将二氧化碳激光管压坏。
13、底座上具有条形孔，纵向梁上安装有穿过条形孔的第三螺钉，纵向梁的截面为正置的u字形，纵向梁的侧板部上具有作用于底座的第四螺钉，通过转动第四螺钉能够对底座的横向位置进行微调，微调完成后通过第三螺钉将底座固定。
14、进一步地，所述调节支架的数量为两个，两个所述调节支架分置于所述二氧化碳激光管的前后两侧。
15、优选地，激光除草装置与循环输送装置的相对位姿能够被调节，如此，可以实现对激光除草机器人实际田间作业时随路面颠簸时的上下起伏以及相对位姿改变的情形，使得模拟试验更符合实际情况。具体地，循环输送装置的装置座体被三个呈三角形布局的油缸支撑，油缸的伸缩杆与缸座均通过球铰链连接对应的连接部件。控制系统通过基于设置的典型幅值，按照预设频率为每个油缸分配不超过典型幅值的伸缩量，可以对循环输送装置的前后倾角与左右倾角进行动态改变，使得对除草过程的模拟更符合实际情形。
16、此外，优选地，视觉单元的高度也能够被调节，如此，能够按需调节视觉单元的视角，以确定视觉单元也即相机的最佳安装高度。
17、优选地，所述补光光源的高度、发光参数以及照射角度能够被调节。如此可以方便根据植株类型、光照条件等不同因素，对补光光源的位姿、光强、色温等参数进行调整，以满足图像采集以及图像处理的需要。
18、一种基于上述的智能激光除草机器人试验台的试验方法，所述试验方法由控制系统实施，所述控制系统连接所述视觉单元、补光光源、所述激光除草装置以及所述循环输送装置，控制系统能够获取视觉单元采集的图像并进行对象分析，能够调节补光光源的色温、光强等参数，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能激光除草机器人试验台，其包括台座(1)，所述台座(1)上安装有激光除草装置(A)、视觉单元(2)与补光光源(3)；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述条形座(42)的截面为L形，其具有底板部与立板部；所述夹持单元(43)还包括L形座(433)，组成所述L形座(433)的一个板体相对于所述底板部固定安装，另一个板体为与所述立板部平行的立板体；所述立板体上滑动安装有连接所述夹块(431)的导滑柱(434)，所述弹簧(432)串套在所述导滑柱(434)上。
3.根据权利要求2所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述导滑柱(434)的数量为多个，所述夹持单元(43)还包括相对于所述导滑柱(434)的端部固定的拨片(435)，所述拨片(435)具有高出于所述立板体的部分。
4.根据权利要求1所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述激光除草装置(A)包括相连接的二氧化碳激光管(5)与CO2高速扫描二维振镜(6)，还包括对所述二氧化碳激光管(5)进行冷却的冷却水箱(7)。
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6.根据权利要求4所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述台座(1)的顶部具有纵向梁(11)，所述纵向梁(11)上安装有对所述二氧化碳激光管(5)以及所述CO2高速扫描二维振镜(6)进行对心的对心机构(8)；所述对心机构(8)包括连接在所述二氧化碳激光管(5)与所述CO2高速扫描二维振镜(6)之间的连接管(81)，还包括连接所述二氧化碳激光管(5)与所述纵向梁(11)的调节支架(82)。
7.根据权利要求6所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述调节支架(82)的数量为两个，两个所述调节支架(82)分置于所述二氧化碳激光管(5)的前后两侧。
8.根据权利要求1所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述补光光源(3)的高度、发光参数以及照射角度能够被调节。
9.一种基于权利要求1所述的智能激光除草机器人试验台的试验方法，所述试验方法由控制系统(9)实施，所述控制系统(9)连接所述视觉单元(2)、补光光源(3)、所述激光除草装置(A)以及所述循环输送装置(4)，其特征在于，所述试验方法包括如下步骤S1-S4：
...【技术特征摘要】
1.一种智能激光除草机器人试验台，其包括台座(1)，所述台座(1)上安装有激光除草装置(a)、视觉单元(2)与补光光源(3)；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述条形座(42)的截面为l形，其具有底板部与立板部；所述夹持单元(43)还包括l形座(433)，组成所述l形座(433)的一个板体相对于所述底板部固定安装，另一个板体为与所述立板部平行的立板体；所述立板体上滑动安装有连接所述夹块(431)的导滑柱(434)，所述弹簧(432)串套在所述导滑柱(434)上。
3.根据权利要求2所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述导滑柱(434)的数量为多个，所述夹持单元(43)还包括相对于所述导滑柱(434)的端部固定的拨片(435)，所述拨片(435)具有高出于所述立板体的部分。
4.根据权利要求1所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述激光除草装置(a)包括相连接的二氧化碳激光管(5)与co2高速扫描二维振镜(6)，还包括对所述二氧化碳激光管(5)进行冷却的冷却水箱(7)。
5.根据权利要求4所述的智能激光除草机器人试验台，其特征在于，所述二氧化碳激光管(5)以及所述co2高速扫描二维...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兰，关卓怀，刘赛赛，汤庆，吴俊，吴崇友，谢庆，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：
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